WO2008032559A1

WO2008032559A1 - Air conditioner

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Publication number: WO2008032559A1
Application number: PCT/JP2007/066618
Authority: WO
Inventors: Shinichi Kasahara; Masakazu Okamoto
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2008-03-20
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Description

明細書

空気調和装置

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和装置、特に冷凍サイクル中に冷媒が超臨界状態となる空気調和装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、冷媒として二酸化炭素が採用されるヒートポンプ式空気調和装置が製造販売されている。

ところで、冷媒としてフロン系冷媒が採用された空気調和装置では、暖房時に室内熱交換器から流出する冷媒あるいは膨張機構に流入する冷媒に対して過冷却度制御を行い、暖房能力の適切な制御を行っている。しかし、上述したような冷媒として二酸化炭素が採用されるヒートポンプ式空気調和装置では、暖房時に室内熱交換器に送られる冷媒が超臨界状態となっているため、上記のような過冷却制御を行うことができない。すわなち、暖房能力の適切な制御を行うことができない。

このような問題に対して、過去に「室内機における吸込空気温度と放熱器出口温度との差が所定の範囲内に収まるように膨張弁を制御する」ことが提案されていた (例えば、特許文献 1参照)。

特許文献 1：特開 2003— 176957号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかし、上述のように室内機における吸込空気温度と放熱器出口温度との差が所定の範囲内に収まるように膨張弁を制御するだけでは室内空間を設定温度通りの温度に制御することは極めて困難である。

本発明の課題は、冷凍サイクル中に冷媒が超臨界状態となる空気調和装置において暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することにある。

課題を解決するための手段

[0004] 第 1発明に係る空気調和装置は、冷媒として超臨界冷媒が充填される空気調和装置であって、圧縮機構、放熱器、膨張機構、蒸発器、第 1温度検知部、目標冷媒温度導出部、および制御部を備える。なお、ここにいう「超臨界冷媒」とは、冷凍サイクルの高圧側において超臨界状態とされる冷媒であって、例えば、二酸化炭素や R41 OA等である。圧縮機構は、冷媒を圧縮する。放熱器は、圧縮機構の冷媒吸入側に接続される。膨張機構は、放熱器の出口側に接続される。蒸発器は、膨張機構の冷媒流出側に接続されると共に圧縮機構の冷媒吸入側に接続される。第 1温度検知部は、放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる。目標冷媒温度導出部は、放熱器が配置される空間の空気に対して設定される温度である設定温度を少なくとも利用して放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出する。なお、目標冷媒温度の導出は、テーブルや関数などにより条件に合わせて予め決定された目標冷媒温度を導出する方法や、設定温度と吸込温度との差やその時間微分値などを FB制御ループ (制御方法は PI D制御でもよ!/、しモデルベース制御でもよ!/、）に組み込んで目標冷媒温度を導出する方法などの方法により行われてもよい。制御部は、第 1温度検知部によって検知される温度が目標冷媒温度と一致するように膨張機構を制御する。

この空気調和装置では、目標冷媒温度導出部が設定温度を少なくとも利用して放熱器の出口側と膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出し、制御部が第 1温度検知部によって検知される温度が目標冷媒温度と一致するように膨張機構を制御する。このため、この空気調和装置では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御すること力 Sできる。

第 2発明に係る空気調和装置は、第 1発明に係る空気調和装置であって、放熱器は、複数設けられる。膨張機構は、放熱器それぞれに対して複数設けられる。温度検知部は、放熱器それぞれに対して複数設けられる。

この空気調和装置では、放熱器が複数設けられ、膨張機構が放熱器それぞれに対して複数設けられ、さらに温度検知部が放熱器それぞれに対して複数設けられる。つまり、この空気調和装置はマルチ式空気調和装置である。このように空気調和装置がマルチ式空気調和装置であっても上記と同様に暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

[0006] 第 3発明に係る空気調和装置は、第 1発明または第 2発明に係る空気調和装置であって、目標冷媒温度導出部は、設定温度、放熱器に空気を送風する送風部の近傍に配置される第 2温度検知部によって検出される温度、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、圧縮機構から吐出される冷媒の温度、放熱器に流入する冷媒の圧力、および放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも設定温度を利用して目標冷媒温度を導出する。なお、放熱器に流入する冷媒の圧力および放熱器に流入する冷媒の温度は、ビル用マルチ空気調和装置のように放熱器 (室内熱交換器）の高温側に温度検知部を有する空気調和装置において目標冷媒温度を正確に導出するための有効なパラメータである。このような空気調和装置では、連絡配管などにおける熱ロスのため放熱器 (室内熱交換器）の入口付近を流れる冷媒の温度が吐出冷媒の温度よりも低くなることが多ぐまた、連絡配管などにおける圧損のため放熱器 (室内熱交換器）の入口付近を流れる冷媒の圧力が吐出冷媒の圧力よりも低くなることが多!/、からである。

この空気調和装置では、目標冷媒温度導出部が、設定温度、放熱器に空気を送風する送風部の近傍に配置される第 2温度検知部によって検出される温度、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、圧縮機構から吐出される冷媒の温度、放熱器に流入する冷媒の圧力、および放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも設定温度を利用して目標冷媒温度を導出する。このため、この空気調和装置では、運転条件に応じて最適な膨張機構の制御を実現することができる。

[0007] 第 4発明に係る空気調和装置は、第 1発明から第 3発明のいずれかに係る空気調和装置であって、第 1ゲイン変更部をさらに備える。第 1ゲイン変更部は、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第 1温度検知部によって検知される温度に応じて膨張機構の制御に対するゲインを変更する。この空気調和装置では、第 1ゲイン変更部が、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第 1温度検知部によって検知される温度に応じて膨張機構の制御に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

[0008] 第 5発明に係る空気調和装置は、第 1発明から第 3発明のいずれかに係る空気調和装置であって、第 2ゲイン変更部をさらに備える。第 2ゲイン変更部は、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第 1温度検知部によって検知される温度に応じて目標冷媒温度導出部による目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する。なお、このような第 2ゲイン変更部は、目標冷媒温度をフィードバック制御ループ等で求める場合にのみ有効に機能する。

この空気調和装置では、第 2ゲイン変更部が、圧縮機構の冷媒吐出側から膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに第 1温度検知部によって検知される温度に応じて目標冷媒温度導出部による目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

発明の効果

[0009] 第 1発明に係る空気調和装置では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標冷媒温度が設定される。したがって、この空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第 2発明に係る空気調和装置では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

第 3発明に係る空気調和装置では、運転条件に応じて最適な膨張機構の制御を実現すること力 Sでさる。第 4発明に係る空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

[0010] 第 5発明に係る空気調和装置では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置では、暖房不足や過剰がなくなり、省エネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の実施の形態に係る空気調和装置の冷媒回路図である。

[図 2]本発明の実施の形態に係る空気調和装置において室内制御装置が実行する制御のブロック線図である。

[図 3]本発明の実施の形態に係る空気調和装置において室内制御装置が実行する制御に利用される制御テーブルのイメージ図である。

[図 4]変形例（F)に係る空気調和装置にお!/、て室内制御装置が実行する制御に利用される制御テーブルのイメージ図である。

符号の説明

1 空気調和装置

1 1 圧縮機 (圧縮機構）

13 室外熱交換器

31 a, 31b 室内熱交換器

32a, 32b 室内ファン（送風部）

ό3&, 33b 室内電動膨張弁 (膨張機構）

όδα, 35b 第 1吸込温度センサ（第 2温度検知部）

doa, 36b 第 1室内熱交換器低温側温度センサ (第 1温度検知部）

38a 放熱器出口温度目標値算出部（目標冷媒温度算出部)

39a 膨張弁制御部 (制御部）

発明を実施するための最良の形態

[0013] <空気調和装置の構成〉

本発明の実施の形態に係る空気調和装置 1の概略冷媒回路 2を図 1に示す。この空気調和装置 1は、二酸化炭素を冷媒として冷房運転および暖房運転が可能なマルチ式空気調和装置であって、主に冷媒回路 2、送風ファン 26, 32a, 32b、室外制御装置 23、室内制御装置 34a, 34b、高圧圧力センサ 21、室内熱交換器低温側温度センサ 36a, 36b、および吸込温度センサ 35a, 35b等から構成されている。冷媒回路 2には主に、圧縮機 11、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、室外電動膨張弁 15、受液器 16、室内電動膨張弁 33a, 33b、および室内熱交換器 31a, 31bが配備されており、各装置は、図 1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている

[0014] そして、本実施の形態において、空気調和装置 1は、分離型の空気調和装置であつて、第 1室内熱交換器 31a、第 1室内ファン 32a、第 1室内電動膨張弁 33a、第 1室内制御装置 34a、第 1室内熱交換器低温側温度センサ 36a、および第 1吸込温度センサ 35aを主に有する第 1室内ユニット 30aと、第 2室内熱交換器 31b、第 2室内ファン 32b、第 2室内電動膨張弁 33b、第 2室内制御装置 34b、第 2室内熱交換器低温側温度センサ 36b、および第 2吸込温度センサ 35bを主に有する第 2室内ユニット 30 bと、圧縮機 1 1、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、室外電動膨張弁 15、受液器 16 、高圧圧力センサ 21、および室外制御装置 23を主に有する室外ユニット 10と、室内ユニット 30a, 30bの冷媒液等配管と室外ユニット 10の冷媒液等配管とを接続する第 1連絡配管 41と、室内ユニット 30a, 30bの冷媒ガス等配管と室外ユニット 10の冷媒ガス等配管とを接続する第 2連絡配管 42とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット 10の冷媒液等配管と第 1連絡配管 41とは室外ユニット 10の第 1閉鎖弁 18 を介して、室外ユニット 10の冷媒ガス等配管と第 2連絡配管 42とは室外ユニット 10の第 2閉鎖弁 19を介してそれぞれ接続されている。

[0015] (1)室内ユニット

第 1室内ユニット 30aと第 2室内ユニット 30bとは、同一の構成を有するため、ここでは、第 1室内ユニット 30aについてのみ説明する。ちなみに、下記説明中「第 1」を「第 2に、」「a」を「b」に読み替えれば第 2室内ユニット 30bの説明になる。

第 1室内ユニット 30aは、主に、第 1室内熱交換器 31a、第 1室内ファン 32a、第 1室内電動膨張弁 33a、第 1室内制御装置 34a、第 1室内熱交換器低温側温度センサ 3 6a、および第 1吸込温度センサ 35a等を有している。

第 1室内熱交換器 31aは、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。

第 1室内ファン 32aは、ユニット 30a内に空調室内の空気を取り込み、第 1室内熱交換器 31 aを介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。

第 1室内電動膨張弁 33aは、受液器 16を通って流入してくる液冷媒 (冷房運転時）あるいは室内熱交換器 31の低温側から流出する超臨界冷媒 (暖房運転時)を減圧するためのものである。

第 1室内熱交換器低温側温度センサ 36aは、第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に配置される。

第 1吸込温度センサ 35aは、第 1室内ファン 32aの近傍に配置される。

第 1室内制御装置 34aは、図 2に示されるように、主に、第 1目標冷媒温度算出部 3 8aおよび第 1膨張弁制御部 39aから構成されている。そして、この第 1室内制御装置 34aは、図 1に示されるように、第 1室内熱交換器低温側温度センサ 36a、第 1吸込温度センサ 35a、コントローラ 37a、および室外制御装置 23に通信接続されている。そして、第 1目標冷媒温度算出部 38aは、暖房運転時において、コントローラ 37aにおいて設定温度 Tsが変更される度にコントローラ 37aから設定温度 Tsの情報を受信し、第 1吸込温度センサ 35aから定期的に吸込温度 Taの情報を受信している。そして、この第 1目標冷媒温度算出部 38aは、設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 e lを算出し、その第 1差温 elを予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を

gcs 算出する。第 1膨張弁制御部 39aは、第 1目標冷媒温度算出部 38aから定期的に第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T の

gcs 情報を受信し、第 1室内熱交換器低温側温度センサ 36aから定期的に実温度 T の

gc 情報を受信し、目標温度 T から温度 T を差し引いて差温 e2を算出する。そして、

gcs gc

この第 1膨張弁制御部 39aは、第 2差温 e2に基づいて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定し制御する。なお、本実施の形態に係る空気調和装置 1では冷媒として二酸化炭素が採用されている。一定圧力下での超臨界状態の二酸化炭素冷媒の温度変化はェンタルピー変化に対して一様でない（比例的ではない）。つまり、第 2差温 e 2が同じであっても必要な暖房能力変化量が異なる場合があり得る。このため、本実施の形態に係る空気調和装置 1では、室外制御装置 23を経由して第 1室内制御装置 34aに送信される高圧圧力 HPの情報（高圧圧力センサ 21から得られる）により第 1室内電動膨張弁 33aの開度制御に対するゲインが変更される。具体的には、あら力、じめ第 1室内電動膨張弁 33aの開度を第 2差温 e2と高圧圧力 HPとに関係づけた制御テーブル（図 3参照）を作成しておき、第 1膨張弁制御部 39aが、定期的に得られる第 2差温 e2と高圧圧力 HPとをその制御テーブルに照らし合わせて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定することになる。また、実温度 T が高い場合は実温度 T が低い場合に比べて膨張弁開度変更のゲインを低めに設定する必要がある。これは、二酸化炭素や R410Aの臨界点から離れた亜臨界領域で過冷却を増加させても dh/dT (高圧一定で放熱器出口温度 (T )を変化させたときのェンタルピーの変化率）はほとんど変化しないが、二酸化炭素の超臨界領域や超臨界近傍の亜臨界領域および R41 OAの超臨界領域では放熱器出口温度 (T )が高くなるに従って dh/ dTが顕著に大きくなる傾向があるためである。

[0017] そして、この第 1室内ユニット 30aは、このような構成を採用することによって、冷房運転時には第 1室内ファン 32aにより内部に取り込んだ室内空気と第 1室内熱交換器 31aを流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気（冷気）を生成し、暖房運転時には第 1室内ファン 32aにより内部に取り込んだ室内空気と第 1室内熱交換器 31aを流れる超臨界冷媒とを熱交換させて調和空気（暖気）を生成することが可能となってレ、る。

(2)室外ユニット

室外ユニット 10は、主に、圧縮機 11、四路切換弁 12、室外熱交換器 13、室外電動膨張弁 15、受液器 16、室外ファン 26、室外制御装置 23、および高圧圧力センサ 21等を有している。

圧縮機 11は、吸入管を流れる低圧のガス冷媒を吸入し、圧縮して超臨界状態とした後、吐出管に吐出するための装置である。

[0018] 四路切換弁 12は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には圧縮機 1 1の吐出側と室外熱交換器 13の高温側とを接続するとともに圧縮機 11の吸入側と室内熱交換器 31a, 31bのガス側とを接続し、暖房運転時には圧縮機 11の吐出側と第 2閉鎖弁 19とを接続するとともに圧縮機 11の吸入側と室外熱交換器 13のガス側とを接続することが可能である。

室外熱交換器 13は、冷房運転時において圧縮機 11から吐出された高圧の超臨界冷媒を空調室外の空気を熱源として冷却させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器 31 a, 31bから戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。

室外電動膨張弁 15は、室外熱交換器 13の低温側から流出する超臨界冷媒 (冷房運転時)あるいは受液器 16を通って流入する液冷媒 (暖房運転時)を減圧するためのものである。

[0019] 受液器 16は、運転モードや空調負荷に応じて余剰となる冷媒を貯蔵しておくためのものである。

室外ファン 26は、ユニット 10内に室外の空気を取り込み、室外熱交換器 13を介して冷媒と熱交換した後の空気を排気するためファンである。

高圧圧力センサ 21は、圧縮機 11の吐出側に設けられている。

室外制御装置 23は、高圧圧力センサ 21および室内制御装置 34a, 34b等に通信接続されており、高圧圧力センサ 21から送られてくる高圧圧力情報を室内制御装置 34a, 34b等に送信する。

<空気調和装置の動作〉

空気調和装置 1の運転動作について、図 1を用いて説明する。この空気調和装置 1 は、上述したように冷房運転および暖房運転を行うことが可能である。

[0020] (1)冷房運転

冷房運転時は、四路切換弁 12が図 1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機 11 の吐出側が室外熱交換器 13の高温側に接続され、かつ、圧縮機 11の吸入側が第 2 閉鎖弁 19に接続された状態となる。また、このとき、第 1閉鎖弁 18および第 2閉鎖弁 19は開状態とされる。

この冷媒回路 2の状態で、圧縮機 1 1が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機 11に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁 12を経由して室外熱交換器 13に送られ、室外熱交換器 13にお!/、て冷却される。

そして、この冷却された超臨界冷媒は、室外電動膨張弁 15に送られる。そして、室外電動膨張弁 15に送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器 16を経由して室内電動膨張弁 33a, 33bに送られる。室内電動膨張弁 33a, 33b に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に室内熱交換器 31a, 31bに供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。

[0021] そして、そのガス冷媒は、第 2閉鎖弁 19、および四路切換弁 12を経由して、再び、圧縮機 11に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。

(2)暖房運転

暖房運転時は、四路切換弁 12が図 1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機 11 の吐出側が第 2閉鎖弁 19に接続され、かつ、圧縮機 11の吸入側が室外熱交換器 1 3のガス側に接続された状態となっている。また、このとき、第 1閉鎖弁 18および第 2 閉鎖弁 19は開状態とされる。

この冷媒回路 2の状態で、圧縮機 1 1が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機 11に吸入され、圧縮されて超臨界状態となった後、四路切換弁 12、および第 2閉鎖弁 19を経由して室内熱交換器 31a, 31bに供給される。

[0022] そして、その超臨界冷媒は、室内熱交換器 31a, 31bにおいて室内空気を加熱するとともに冷却される。冷却された超臨界冷媒は、室内電動膨張弁 33a, 33bに送られる。室内電動膨張弁 33a, 33bに送られた超臨界冷媒は、減圧されて飽和状態とされた後に受液器 16を経由して室外電動膨張弁 15に送られる。室外電動膨張弁 1 5に送られた飽和状態の冷媒は、減圧されて液冷媒となった後に室外熱交換器 13に送られて、室外熱交換器 13において蒸発されてガス冷媒となる。そして、このガス冷媒は、四路切換弁 12を経由して、再び、圧縮機 11に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。なお、上記制御は、この暖房運転時に実行される。

<空気調和装置の特徴〉

(1)

本実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1室内制御装置 34aにおいて暖房運転時に第 1目標冷媒温度算出部 38aが、設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 e lを算出し、その第 1差温 elを予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を算出する。そして、第 1膨張弁制御部 39aが、第 2差温 e2に基づいて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定し制御する。このため、この空気調和装置 1では、暖房運転時において設定温度に応じて適切な目標温度 T が設定される。したがって、この空気調和装置 1では、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができる。

[0023] (2)

本実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1膨張弁制御部 39aが高圧圧力 HP の情報（高圧圧力センサ 21から得られる）により第 1室内電動膨張弁 33aの開度制御に対するゲインを変更する。このため、この空気調和装置 1では、適切に暖房能力が制御される。したがって、この空気調和装置 1では、暖房不足や過剰がなくなり、省ェネルギー化が図れると共に室内の快適性が向上する。

<変形例〉

(A)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1目標冷媒温度算出部 38aが目標温度 T を導出するのに第 1差温 elが利用されたが、第 1目標冷媒温度算出部 38a が目標温度 T を導出するのに設定温度 Tsや吸込温度 Ta等が単独で利用されてもよいし吸込温度 Taの時間微分値や、高圧圧力 HP、吐出温度等が利用されてもよい

[0024] (B)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1目標冷媒温度算出部 38aが、設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 e 1を算出し、その第 1差温 e 1を予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を算出した。しかし、第 1目標冷媒温度算出部 38aが、第 1差温 elを、予め用意されている制御テーブルに照らし合わせて第 1室内熱交換器 31 aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を導出するようにしてあよレヽ。 (c)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1膨張弁制御部 39aが、定期的に得られる第 2差温 e2と高圧圧力 HPとをその制御テーブルに照らし合わせて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定した。しかし、第 1膨張弁制御部 39aが定期的に得られる第 2差温 e2と高圧圧力 HPとを予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内電動膨張弁 33aの開度を算出するようにしてもよい。

[0025] (D)

先の実施の形態では特に言及していなかった力 S、膨張弁開度 (パルス数）と実開口面積との間には非線形性がある。このため、第 1膨張弁制御部 39aが、第 2差温と高圧圧力 HPとを制御テーブルに照らし合わせて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定する際にこのような事実も加味することが好ましい。

(E)

先の実施の形態では特に言及していなかった力目標温度 T の算出が行われるときに高圧圧力 HPの情報のみならず実温度 T の値によって目標温度 T の変化幅のゲインを変更してもよい。かかる場合、第 1差温 el等を FB制御ループ (制御方法は PID制御でもモデルベース制御でも力、まわな!/、）に組み込んで目標冷媒温度を算出するようにしてもかまわなレ、。

[0026] (F)

先の実施の形態係る空気調和装置 1では、第 1目標冷媒温度算出部 38aが設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 elを算出し、その第 1差温 elを予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を算出した。しかし、第 1目標冷媒温度算出部 38 aが設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 elを算出し、その第 1差温 el と第 1差温 elの時間微分とを図 4に示されるような制御テーブルに照らし合わせて第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を導出してもよい。かかる場合、第 1膨張弁制御部 39aは、第 2差温 e2に基づいて第 1 室内電動膨張弁 33aの開度を決定し制御すればよぐ第 2差温 e2と高圧圧力 HPとをその制御テーブルに照らし合わせて第 1室内電動膨張弁 33aの開度を決定する必要はない。

[0027] (G)

先の実施の形態では特に言及しなかった力本発明を冷暖フリータイプのマルチ式空気調和装置に適用してもよい。

(H)

先の実施の形態では特に言及しなかった力本発明をペアタイプの空気調和装置に適用してもよい。

(I)

先の実施の形態に係る空気調和装置 1では、第 1目標冷媒温度算出部 38aが、設定温度 Tsから吸込温度 Taを差し引いて第 1差温 e 1を算出し、その第 1差温 e 1を予め用意されている所定の関数に代入して第 1室内熱交換器 31aの液側（あるいは低温側）近傍に流れる冷媒の目標温度 T を算出した。しかし、第 1目標冷媒温度算出

gcs

部 38aが、第 1差温 elを FB制御ループ (制御方法は PID制御でもモデルベース制御でもかまわな!/、）に組み込んで目標冷媒温度を算出するようにしても力、まわな!/、。また、かかる例において、設定温度 Tsがユーザ入力などによって急変された場合に、 FB制御に加えて FF (フィードフォワード）制御が実行されたり、プリセット値が採用されたりするのが好ましい。

[0028] 0)

先の実施の形態では特に言及しなかったが、第 1室内電動膨張弁 33aの開度制御に対するゲインが変更される際、 FB制御や、 FF制御、 FB制御と FF制御とを組み合わせた制御、 PID制御、モデルベース制御などを利用してゲインが変更されるようにしてもかまわない。

産業上の利用可能性

[0029] 本発明に係る空気調和装置は、暖房運転時に室内空間を設定温度通りの温度に制御することができるという特徴を有し、特に二酸化炭素などを冷媒として採用した空気調和装置に有益である。

Claims

請求の範囲

[1] 冷媒として超臨界冷媒が充填される空気調和装置であって、

前記冷媒を圧縮するための圧縮機構（ 11 )と、

前記圧縮機構の冷媒吸入側に接続される放熱器（31a, 31b)と、

前記放熱器の出口側に接続される膨張機構（33a, 33b)と、

前記膨張機構の冷媒流出側に接続されると共に前記圧縮機構の冷媒吸入側に接続される蒸発器（13)と、

前記放熱器の出口側と前記膨張機構の冷媒流入側との間に設けられる第 1温度検知部（36a, 36b)と、

前記放熱器が配置される空間の空気に対して設定される温度である設定温度を少なくとも利用して前記放熱器の出口側と前記膨張機構の冷媒流入側との間を流れる冷媒の目標温度である目標冷媒温度を導出する目標冷媒温度導出部（38a)と、前記第 1温度検知部によって検知される温度が前記目標冷媒温度と一致するように前記膨張機構を制御する制御部（39a)と、

を備える、空気調和装置（1)。

[2] 前記放熱器は、複数設けられ、

前記膨張機構は、前記放熱器それぞれに対して複数設けられ、

前記温度検知部は、前記放熱器それぞれに対して複数設けられる、

請求項 1に記載の空気調和装置。

[3] 前記目標冷媒温度導出部は、前記設定温度、前記放熱器に空気を送風する送風部（32a, 32b)の近傍に配置される第 2温度検知部（35a, 35b)によって検出される温度、前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力、前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度、前記放熱器に流入する冷媒の圧力、および前記放熱器に流入する冷媒の温度のうち少なくとも前記設定温度を利用して前記目標冷媒温度を導出する、

請求項 1または 2に記載の空気調和装置。

[4] 前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに前記第 1温度検知部によって検知される温度に応じて前記膨張機構の制御に対するゲインを変更する第 1ゲイン変更部をさらに備える、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和装置。

前記圧縮機構の冷媒吐出側から前記膨張機構の冷媒流入側へ流れる冷媒の圧力および前記圧縮機構から吐出される冷媒の温度の少なくとも一方ならびに前記第 1温度検知部によって検知される温度に応じて前記目標冷媒温度導出部による前記目標冷媒温度の導出に対するゲインを変更する第 2ゲイン変更部をさらに備える、請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和装置。